ВИДЫ СИСТЕМ ПАНЕЛЬНО ЛУЧИСТОГО ОТОПЛЕНИЯ

Система отопления с греющими потолками. В этой системе нагревательной поверхностью служит потолок. Как указывалось выше, теплоотдача лучеиспусканием составляет примерно 75% общей теплоотдачи поверхностью потолка.

Конструкции греющих потолкав подразделяются на масоивные и легкие. В массивных конструкциях змеевики из стальных труб заделываются в бетонную толщу перекрытия, подвесные бетонные панели или в слой штукатурки перекрытия. В легких конструкциях стальные трубы или легкие панели располагают в подвесном потолке, а иногда змеевики из стальных труб прокладывают в пустотах перекрытия.

На рис. Х.1 показана массивная конструкция греющего потолка. Эта конструкция не требует тщательной тепловой изоляции, так как верхняя ее часть служит полом лежащего выше этажа. К легким конструкциям греющего потолка относится конструкция, изображенная на рис. Х.2.

Среднюю температуру поверхности потолка при высоте помещений до 3 м допускается принимать равной 30°С.

Система отопления с греющим полом. Змеевики из стальных труб для обогревания полов заделывают в бетон или прокладывают в пустотах пола.

В некоторых случаях для устройства теплого пола греющие трубы засыпают слоем песка, по которому укладьшают бетонные плиты. Трубы при температурном удлинении свободно перемещаются в слое песка. Среднюю температуру поверхности пола доспукается принимать равной 25—28°С.

Рис. Х.З. Конструкция теплого пола, обогреваемого трубами водяного отопления

Системы с отопительными панелями в стенах и перегородках. В системах панельно-лучистого отопления наибольшее применение получили вертикальные бетонные панели, устанавливаемые в наружных стенах или перегородках. Этот вид панелей наиболее приемлем для заводского изготовления и удобен при скоростном возведя пни зданий. Кроме того, на изготовление стеновых па нелей расходуется меньше металла, чем на изготовление потолочных и подпольных панелей. Это объясняется тем, что на их поверхностях можно принимать более высокие температуры (для подоконного типа 95°С и для стенных на уровне выше 1 м от пола 45°С), благодаря чему необходимая поверхность нагревательных элементов в стеновых панелях значительно меньше, чем в потолочных или подпольных.

В нагревательные элементы стеновой панели (змеевики или регистры из гладких труб) теплоноситель воду следует подавать по схеме снизу вверх, что ускоряет удаление воздуха из панели и обеспечивает ее равномерный прогрев.

На рис. Х.4 показана стеновая перегородочная отопительная панель, состоящая из регистра, сваренного из стальных труб диаметром 20 мм, и отопительного стояка, заделанных в толщу бетонной панели. Размер панели соответствует толщине и высоте перегородок здания. Эта панель имеет двусторонний обогрев поверхностей и обогревает единовременно две смежные комнаты. Другой тип вертикальных бетонных панелей, устанавливаемых под окнами у наружной стены, был рассмотрен в § 17.

Перегородочные панели устанавливают одновременно с возведением перегородок здания.

Тема — 20. Панельно-лучистое отопление

Вопрос — 20.1. Особенности и область применения систем панельно-лучистого отопления (СПЛО)

— Данные системы панельно-лучистого отопления (СПЛО) разработаны русскими учеными В.М.Чаплиным и В.А.Яхимовичем (1905-1911 г.г.) В дальнейшем в 20 х и 50 х годах эти системы стали применяться в Европе, Америке, России в связи с переходом на индустриальные методы строительства.

— Панельно-лучистым называется отопление здания при котором средняя температура всех поверхностей t_R, 0 С, обращенных в помещение, превышает температуру внутреннего воздуха, т.е. выполняется условие t_R›t_в.

— Рассматриваемая лучистая система отопления осуществляется с помощью совмещенных и приставных бетонных панелей, в массив которых заделаны греющие элементы (трубы), так же подвесных панелей в виде металлического экрана прикрепленного к греющим трубам.

Указанные системы ПЛО не нашли широкого применения в нашей стране, хотя применялись в Москве, Поволжье, Ленинграде, Ташкенте, Челябинске, Минске и др. городах.

В настоящее время системы ПЛО рекомендуется применять для отопления жилых, общественных зданий, школьных и детских учреждений, больниц, спортивных сооружений, промышленных зданий, вокзалов, ангаров, помещений категории Г и Д, особенно при полносборном и крупноблочном строительстве.

— В зависимости от уровня развития СПЛО и области их применения они классифицируются по: температуре на поверхности; радиусу действия; месту расположения, роду теплоносителя.

По температуре на поверхности панели они бывают с низкой температурой (до 70 0 С), средней температурой (от 70 0 С до 250 0 С) и высокой температурой (до 900 0 С);

По радиусу действия они делятся на местные и центральные;

Местное отопление осуществляется панелями и отражательными экранами со средней и высокой температурой на поверхности при теплоносителе электрический ток или горячие газы.

Центральное отопление осуществляется панелями и отражающими экранами с низкой и средней температурой на поверхности с централизованным теплоснабжением при теплоносителе воздух, вода, пар.

По роду теплоносителя СПЛО делятся на: водяные, паровые, электрические, газовые, воздушные.

По месту расположения панелей и греющих элементов в ограждающих конструкциях СПЛО подразделяются на: потолочные, стеновые, перегородочные, плинтусные, подоконные, потолочно-напольные, колонные, ригельные, контурные и др.

— Рассмотрим различные варианты (Рис. 20.1) расположения панелей и греющих элементов в ограждающих конструкциях.

Рис. 20.1 Размещение отопительных панелей и греющих элементов в ограждающих конструкциях помещения: 1;4 — перегородочная; 2-ригельная; 3-потолочная; 5-колонная; 6-подоконная; 7-плинтусная; 8-напольная; 9-стеновая; ———- — греющий элемент панели.

— При ПЛО помещение обогревается, главным образом, за счет лучистого теплообмена между греющей панелью и внутренними поверхностями помещения и конвекцией.

— Вид теплоотдачи (излучение, конвекция) зависит от расположения поверхностей панелей (вертикальное, горизонтальное).

— В потолочных панелях лучистый теплообмен составляет 70-80%, панельных и плинтусных — 30-40%, стеновых, перегородочных, колонных, подоконных, ригельных — 40-50%, остальная часть теплоты передается конвекцией.

— В системах ПЛО применяют металлические панели с отражательными экранами и бетонные панели.

— Металлические панели применяются для отопления широких производственных помещений, не нуждающихся в активной вентиляции.

— Бетонные панели с замоноличенными греющими трубами применяются для отопления жилых, общественных, производственных зданий с повышенными комфортными требованиями.

Достоинства СПЛО: сокращение затрат труда в процессе строительства здания, снижение теплозатрат на отопление при понижении температуры внутреннего воздуха (см. раздел 20.9).

Недостатки СПЛО: трудность ремонта греющих элементов, сложность регулирования теплоотдачи панелей, повышенные капитальные вложения и др.

ПАНЕЛЬНО-ЛУЧИСТОЕ ОТОПЛЕНИЕ

1. Чем отличается панельно-лучистое отопление от конвективного?

Конвективное отопление характерно тем, что температура внутреннего воздуха выше, чем температура окружающих конструкций (средняя радиационная температура ).

> ,

При лучистом отоплении температура ограждающих конструкций выше, чем температура внутреннего воздуха

Термин «лучистое отопление» обычно используют, когда применяются плоские горизонтальные или вертикальные греющие панели.

2. Как подразделяются системы панельно-лучистого отопления?

Системы панельно-лучистого отопления подразделяются:

а) по температуре поверхности панели:

— низкотемпературные – до 70 о С;

— среднетемпературные – до 250 о С;

— высокотемпературные – до 900 о С.

б) по виду теплоснабжения

Местные системы имеют панели или отражательные экраны со средней и высокой температурой. Энергоносителями для них являются электрический ток и дымовые газы.

Центральные системы пользуются панелями и отражательными экранами со средней и низкой температурой. Они имеют централизованное теплоснабжение с теплоносителями водой и воздухом (в редких случаях – паром).

3. Где размещаются греющие панели?

Панели располагаются в полу, потолке, наружных стенах и перегородках (рисунок 16).

1 – потолочное; 2 – стеновое; 3 – перегородочное контурное; 4 – напольное;

5 – подоконное; 6 – плинтусное; 7 – перегородочный регистр

Рисунок 16 — Размещение греющих панелей в помещении

4. Какие преимущества и недостатки у панельно-лучистого отопления?

Достоинства:

— Этот вид отопления по сравнению с другими создает в помещении более благоприятный микроклимат. Комфортное состояние наступает при температуре примерно на 2 о С ниже, чем при конвективном отоплении. Это дает экономию тепловой энергии;

— Кроме того, при снижении температуры несколько повышается относительная влажность и это благоприятно сказывается на самочувствии людей;

— Встроенный панели гигиеничны, на них нет осаждения пыли и ослаблен ее разнос;

— Низкий расход металла;

— При заводском изготовлении панелей уменьшаются затраты труда на монтаж системы отопления.

Недостатки:

— Неремонтопригодность. При засорении труб зачастую прочистка их невозможна и приходится замоноличенные трубы обрезать, создавая новую систему отопления;

— Сложность регулирования теплоотдачи;

— Некоторое увеличение капитальных затрат (по сравнению с конвективным отоплением) в связи с пониженной температурой теплоносителя.

5. Почему заложенная в панель труба дает больше теплоты, чем открытая?

Тепловой поток с поверхности отопительного прибора возрастает при устройстве оребрения (за счет увеличения поверхности нагрева). Такой прием называется эффектом оребрения.

В случае нанесения на поверхность трубы слоя другого материала, например, бетона, возникает аналогичный эффект оребрения. Поэтому, труба, замоноличенная в панель будет отдавать больше теплоты, чем открыто проложенная.

Читайте также:  Конвектор электрический настенный equation

Однако, если заглубление трубы в бетон будет значительным, то бетон начнет выполнять роль изоляции и эффект оребрения уничто- жится. На рисунке 17 изображена труба с наложенным слоем другого материала

.

1 – стенка трубы; 2 – слой оребрения

Рисунок 17 – Схема оребренной трубы

Значение d₃, при котором тепловой поток будет максимальным называется критическим диаметром. Его величина зависит от теплопро-

водности. Для железобетона он равен 0,24 м, для шлакобетона — 0,03 м.

Отсюда вывод: для панельных систем отопления нужно применять тяжелый бетон, у которого высокая теплопроводность.

Рисунок 18 – Плоская панель с замоноличенными трубами

На рисунке 18 изображена панель с замоноличенными трубами, по которым протекает теплоноситель. Тонкими линиями обозначен критический диаметр. И, как видно из рисунка, эффект оребрения зависит от расстояния между трубами, обозначенным буквой «а».

Отсюда вывод: при малом расстоянии между трубами снижается эффект оребрения.

6. Каково оптимальное расстояние между трубами?

Расстояние между трубами в панели называется шагом труб. Шаг зависит от вида помещения и его теплопотерь. Диапазон шага колеблется в пределах от 50 до 600 мм. Чаще всего применяется шаг 150, 200 и 300 мм.

В случае напольных панелей при малых теплопотерях, составляющих не более 50 Вт/м 2 , допускается шаг 300 мм. В помещениях с большими теплопотерями (при тепловой нагрузке более 80 Вт/м 2 ) и помещениях с повышенными требованиями к равномерности температуры поверхности пола шаг принимается равным 150 мм. В промежуточных случаях часто применяется переменный шаг укладки – вдоль наружных стен он меньше, чем вдоль внутренних (см.рисунок 26 ).

Количество рядов труб с уменьшенным шагом определяется в процессе проектирования.

Шаг в 200 мм характерен для аквапарков, бассейнов и крупных промышленных помещений [6].

7. Где рекомендуется устраивать панельно-лучистое отопление?

Панельно­-лучистое отопление применяют:

— в жилых зданиях;

— в помещениях детских дошкольных учреждений;

— в операционных, родовых, наркозных и тому подобных помещениях лечебно­-профилактических учреждений;

— в помещениях и вестибюлях (теплые полы) об­щественных зданий;

— для обоrревания основных помещений вокзалов, аэропортов, aнrapoв, высоких цехов производственных зданий;

— по­мещений катеrорий Г и Д (кроме помещений со значительным влаrовыделением);

— в производственных помещениях с особыми требованиями к чистоте (производство пищевых продуктов, сборка точных приборов и т.п.).

8. Как распределяется лучистый поток между ограждениями помещения?

Распределение лучистого потока показано в таблице .

Если излучение попадает на какое-либо из ограждений, то оно частично поглощается, частично отражается. Поверхность, поглотившая лучистый поток создает вторичное излучение. Таким образом, все ограждения повышают свою температуру и становятся своеобразными отопительными приборами.

Таблица 1 – Распределение лучистого потока от отопительной

панели между ограждениями помещения (в долях единицы)